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机器人如何用假肢帮助退伍军人

2019-08-31

机器人如何用假肢帮助退伍军人

prosthetics
军士。 美国陆军(L)的Matt Krumwiede与他的朋友Sgt谈话。 Jesse McCart于2013年11月3日在德克萨斯州圣安东尼奥郊外的一个狩猎牧场。2012年6月12日,Krumwiede在阿富汗巡逻时踩到一只IED,它撕裂了他的双腿,损坏了他的左臂,撕开腹腔。 照片:REUTERS

1905年,一位俄亥俄州的农民在铁路事故中幸存下来,这使他的双腿都付出了代价。 两年后,他创立了俄亥俄州Willow Wood公司,使用同名木材手工雕刻假肢。 公司不断发展壮大,在大萧条中幸存下来并摧毁了工厂,今天仍然在俄亥俄州农村地区茁壮成长。 现在很少在那里工作的人可能还记得第二次世界大战期间一个 ,那时重建的工厂多样化,为PT船和B-17轰炸机制造零件。

今天,具有讽刺意味的是,考虑一家专门为战争机器制造假肢的建筑零件的公司,不幸的是增加了对制造假肢的公司的需求。 事实上,战争的悲剧促使假肢研究人员更加努力地帮助服务成员和失去肢体的退伍军人。

士兵不仅会 ; 年长的退伍军人正在失去糖尿病血管疾病的四肢。 流动性是长期健康的关键,假肢是移动的关键。

这使得美国退伍军人事务部成为和技术创新的重要参与者。 但是,为服务人员和退伍军人创造的东西远远超出了他们的利益,帮助近200万美国人 - 平民儿童,老年人和截肢年轻人 - 最大限度地提高了他们的行动能力。

一个重要的资金来源

作为一名专门从事假肢的生物医学工程师,我已经审查了资助建议,寻求资助从弗吉尼亚州研究假肢多年。

联邦政府长期以来在推进假肢技术方面发挥了至关重要的作用。 在20世纪80年代之前,假足足以站立和行走,但对于涉及跑步和跳跃的更激烈的活动非常有限。 基金被用于开发 。 该设备及其碳纤维同时代人为残奥会中的“刀片式”假肢铺平了道路。

几十年后,与国防相关的政府开支继续推动假肢创新。 国防高级研究计划局已经引起了人们的关注,以一个虚构的天行者先生的名字命名的“ ”,以及他们实际上来自“星球大战”的头条新闻:“ 。“

对于假肢研究人员而言,来自国家卫生研究院和国家科学基金会等传统资源的资金非常难以获得,至少部分是因为竞争。 因此,许多研究人员将注意力转向士兵和退伍军人。 2014 - 2015年,国会指导的医学研究计划 。 但是,这笔资金也变得更具竞争力:98项提案遭到拒绝。

与身体连接

一般而言,所有这些工作都集中在将假肢从人使用的外部工具转变为成为人的一部分的综合替代品。 大部分研究涉及采取小步骤来复制人体解剖学的复杂性和稳健设计。 我们还没有实现现实生活中的Luke Skywalker的华丽和功能,颅神经直接连接到机器人手中的电机。 但研究人员通过中间步骤取得了重要进展。

称为过程可以将携带来自大脑的信息的神经(例如“近手”)连接到放置一组电极的肌肉上。 那些电极又将信号发送到电动手以关闭。 感官反馈正以类似的方式发展。 虽然这些努力尚未为日常社区使用做好准备,但它们代表着至关重要的进展。

还要考虑芝加哥康复研究所和范德比尔特大学的 。 使用的下肢假肢不仅仅是被动的弹簧状材料:它们是活跃的,机动关节。 汽车需要仔细控制,由神经工程专家领导的项目试图从截肢者的步伐过渡到比如走上楼梯或沿着斜坡走下来时学习截肢者的肌肉 就像您的手机语音识别能够更好地了解您的声音, Hargrove的控制算法可以使电动假肢在走动时减少错误。

很显然,像Hargrove这样的项目将使更广泛的人群受益,而不仅仅是士兵和退伍军人。 我自己的研究重点是肢体缺失的孩子,我每天都会看到所谓的“平民分拆”。 在佐治亚州立大学的儿科运动科学中心,我们正在 。 其中许多组件可以追溯到原来的VA资助的西雅图脚。 位于Shepherd中心,一个专门研究脑和脊髓损伤的着名医院, 移动他们的肢体并重新映射神经通路,这是一个与VA修复研究有关的项目。

虽然他们不会得到公众对吉普车或全球定位系统的认可,但这些来自军事资助的假肢研究的平民分拆将为所有年龄段的人们带来长期利益,他们每天都会感受到结果。

运动机能学和健康学教授

本文最初发表于 。 阅读 。

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